Революция в голове. Как новые нервные клетки омолаживают мозг - Кемперманн Герд

Нейрогенез взрослых в полосатом теле

Полосатое тело (Corpus striatum, который обычно называют просто «стриатум») – это спрятанная в глубине мозга зона, участвующая во множестве разных процессов. Она относится к так называемым базальным ядрам[36]. Ядра – это всегда скопления нейронов, которые вместе выполняют некую строго очерченную функцию. Анатомически полосатое тело в мозге легко узнать, потому что оно равномерно покрыто полосами, а вот со строго очерченной функцией все обстоит сложнее.

Но откуда вообще в мозге взялся полосатый участок? В этом органе различают серое вещество, то есть слой нейронов, и белое вещество – проводящие волокна, которые связывают между собой нервные клетки и их скопления. Область стриатума – это скопление нервных клеток (серых), поперек которого тянутся проводящие волокна. Через промежуточную «подстанцию» в спинном мозге они связывают отделы новой коры, которые отвечают за движение, с их органами-мишенями – мышцами. Белый цвет объясняется жировыми изолирующими слоями, в результате получаются полоски. На самом деле базальные ядра также играют важную роль в управлении движением, помогая сделать его гармоничным и плавным. Болезнь Паркинсона затрагивает полосатое тело. Оно перестает правильно работать, потому что, в свою очередь, выходит из строя соседний управляющий участок, черное вещество. Болезнь Хантингтона, наследственное нейродегенеративное заболевание с характерной комбинацией моторных («хорея») и ментальных симптомов, поражает сами нервные клетки полосатого тела. Для обоих этих нейродегенеративных заболеваний характерны сложные нарушения моторики. К ним присоединяются другие проблемы, например когнитивные, связанные с функциями стриатума, отличными от моторных.

В полосатом теле нейрогенез взрослых всегда искали особенно интенсивно. Ведь оно находится прямо рядом с субвентрикулярной зоной. Однако у крыс и мышей из ее стволовых клеток образуются только интернейроны обонятельной луковицы. В полосатое тело перемещаются лишь единичные клетки-предшественницы олигодендроцитов, которые отвечают за изолирующий слой нервных волокон, миелиновую оболочку белого вещества. Впрочем, в начале 2000-х годов исследователи из шведского города Лунда обнаружили, что после нарушений кровоснабжения в полосатом теле, например при инсульте, тоже возникает некоторое количество новых нейронов (очень немного){38}. Затем нейрональные клетки-предшественницы мигрируют через полосатое тело и там превращаются в определенный тип интернейронов. Насколько это открытие было (и остается) радостным, настолько же здесь печальны масштабы нейрогенеза. Новые нервные клетки очень устойчивы, но их крайне мало. Тем не менее открытие вызывало восторг и воодушевление. Неужели нейрогенез взрослых все же может способствовать регенерации? Можно ли каким-то образом поддержать хрупкие ростки этого процесса – образования новых нейронов после инсульта, – чтобы в итоге получить нечто большее, чем несколько одиночных новых клеток? Несмотря на серьезные вложения в исследования, к сожалению, они не дали слишком обнадеживающих результатов. К тому же у человека инсульт в полосатом теле случается чрезвычайно редко. Конечно, было бы очень удачно, если бы немногие пострадавшие могли получить более эффективную помощь, но глобально нельзя сказать, что решение для такого узкого случая было бы большим прогрессом в лечении инсультов. Поэтому исследователи из Лунда рассматривают вопрос, нельзя ли направить мигрирующие незрелые клетки в те области человеческого мозга, которые инсульт поражает чаще и тяжелее. Это внешние отделы базальных ядер, помимо полосатого тела, и сама кора головного мозга. На данный момент мало что говорит о том, что здесь ученые достигнут успеха, но нельзя также сказать, что это представляется совсем невозможным. Ведь у человека в субвентрикулярной зоне тоже в большом количестве встречаются делящиеся клетки-предшественницы.

Илл. 22. У человека (нижняя половина рисунка) стволовые клетки из стенок желудочка не мигрируют или почти не мигрируют в обонятельную луковицу, а сворачивают в полосатое тело. По-видимому, нейрогенез взрослых в полосатом теле – это во многом отличительная черта нашего вида. Однако в условиях повреждений мозга его также описывали у крыс и мышей. Изображение человеческого мозга принадлежит Патрику Джеймсу Линчу

Всегда было большой загадкой, что, собственно, получается из этих клеток. Новые нейроны в обонятельной луковице у человека не образуются. Было известно, что здесь тоже в некотором количестве возникают олигодендроциты, из которых формируется миелиновая оболочка, но числа никогда не сходились до конца.

Однако новость о том, что именно человек демонстрирует нейрогенез взрослых в полосатом теле, подействовала как бомба{39}. Причем в буквальном смысле, потому что доказательство этого опять было основано на углеродной датировке по методу исследовательской группы вокруг Йонаса Фрисена из Стокгольма, где повышенное содержание изотопа углерода-14 в атмосфере Земли после наземных ядерных испытаний использовалось, чтобы подтвердить возраст клеток (см. раздел «Как нейробиологи бомбу полюбили»). Значит, у человека нейрогенез взрослых представлен не в меньшем объеме, чем у других млекопитающих, – у нас даже на одну зону нейрогенеза больше! Клетки-предшественницы из человеческой субвентрикулярной зоны по пути в обонятельную луковицу отклоняются в сторону и мигрируют в полосатое тело, где из них развивается определенный вид интернейронов – как ни загадочно, другой, чем тот, что был описан после инсульта у крыс. Выглядит так, как будто в ходе эволюции потенциал нейрогенеза, заложенный в субвентрикулярной зоне, стал использоваться иначе, возможно, потому, что потребность в данном явлении в обонятельной луковице у человека очень мала. Однако это не объясняет, почему только у нас он реализуется в полосатом теле. Можно было сделать и то и другое! Что такого есть в человеческом стриатуме, что здесь понадобился этот особый вид пластичности?

В заключение можно сказать, что первая статья о нейрогенезе взрослых в полосатом теле у человека была примечательно обширной и подробной и сразу предвосхитила массу возможных вопросов. Но это сообщение – единственное на фоне множества данных, полученных на других видах, и согласно этим данным, у них все обстоит иначе.

И все-таки третья зона нейрогенеза?

Гипоталамус – небольшая структура в мозге, которая действует как центральный пункт управления для разнообразных гормональных систем нашего тела, в первую очередь для гормона роста и гормонов стресса. В последние годы накапливаются данные, согласно которым в этой зоне тоже мог бы протекать нейрогенез взрослых, по крайней мере у грызунов. Это неким интересным образом связывают с управлением аппетитом (за которое тоже отвечает гипоталамус). А в стенке желудочка здесь обнаружили особую клетку – по-видимому, стволовую клетку для данного вида нейрогенеза взрослых. Все это очень любопытно, но исследователи не спешат открывать ящик Пандоры и объявлять гипоталамус третьей зоной нейрогенеза у млекопитающих. Для этого мы еще слишком мало знаем.

Птицы

Когда после крыс, на которых Альтман проводил свои первые опыты, стали рассматривать другие виды животных, картина усложнилась. Уже птицы Ноттебома, а тем более последующие исследования на рыбах и многих других позвоночных совершенно ясно показали, что в животном мире в нейрогенезе взрослых нет ничего необычного. Особенным в сообщениях Ноттебома был не тот факт, что обнаружили нейрогенез взрослых – в птичьем мозгу он встречается буквально повсюду. Гораздо важнее была особая связь с обучением пению, о которой мы узнали в начале этой книги.